Power Cycling

Lastwechseltests (Power Cycling Tests)

Lastwechseltests spielen eine bedeutende Rolle bei der Zuverlässigkeitsbewertung neuer Leistungselektronikaufbauten und -technologien. Dazu werden die Prüflinge mit Hilfe von dedizierten Lastwechseltestständen (Bild 1) entweder bis zu einer vorher definierten Zyklenanzahl oder bis zum Lebensdauer (End-of-Life-Test) getestet.

Merkmale:

• Durchführung von aktiven Lastwechseltests an (leistungs-)elektronischen Aufbauten zur Zuverlässigkeits- und Lebensdauerabschätzung (z.B. im Rahmen einer Technologieentwicklung, Robustheitsanalyse oder Qualifikation)
• Hohe Flexibilität bei der Teststandanpassung und Durchführung (z.B. an unterschiedliche Prüflingstypen und Anforderungsprofile)
• Bestimmung und Protokollierung diverser elektrischer und thermischer Bauteilparameter während des Testlaufs (z.B. der Sperrschichttemperatur mittels TSEP-Methode, ggf. Verifizierung mit IR-Messungen, Zth-Messungen)
• Kombinierbar mit In-situ-Digitalmikroskopie
• Umfangreiche Fehleranalytik (Ultraschallmikroskopie, thermische Impedanzanalyse, 3D Computertomographie, Mikroskopie, …) möglich
• Ableitung von Lebensdauermodellen

Technische Spezifikation:

• 3 unabhängige Teststände
• Simultane Testung von 8 bzw. 12 Prüflinge pro Testlauf
• Leistungsbereich:
  • Max. Heizstrom: 1800A (12V)
  • Max. Heizspannung: 80V (ca. 100A)
• Probentypen:
  • Diskrete Leistungsbauelemente, Leistungsmodule
  • Dioden, MOSFETs, IGBTs, Bipolartransistoren, …         
• Messung und Aufzeichnung diverser Parameter während der Tests, inklusive Zth-Messung sowie Ableitung von Strukturfunktionen
• Teststrategien: Konstante Leistung / Timing (Optional: Konstante Sperrschichttemperatur, Konstante Verlustleistung, Konstanter Kühlköpertemperaturhub)
• Kühlstrategien:
  • Flüssigkeitskühlung oder Luftkühlung
  • Konstante Kühlmitteltemperatur: -20 bis 120°C (optional: -55 bis 200°C)
  • Überlagerung von passiven Temperaturwechseln (Alternierende Kühlmitteltemperatur)
  • Einseitige- und Doppelseitige Kühlung
• IR-Kamera:
  • Auflösung: 640 x 480, bis zu 25 µm (Makroobjektiv)
  • Bildfrequenz: 50 Hz (bis zu 200 Hz im Teilbildmodus)
  • Temperaturbereich / Thermische Auflösung: -40 bis +650°C / <30 mK